科学|国外媒体报道发现霍金辐射?一旦证实,这将是本世纪最伟大发现


10月13日 , 一篇名为《Direct Detection of Hawking Radiation from Asteroid-Mass Primordial Black Holes》(原初黑洞霍金辐射的直接探测)论文在arXiv上横空出世 , 很多国内媒体直接将其指向了发现霍金辐射 , 霍金却早已在2年前去世 , 实在令人唏嘘!

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霍金辐射到底是什么东西?
要说霍金辐射 , 必须从黑洞开始说起 , 这是黑洞级别的天体才有的一种理论辐射!

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黑洞的前世今生
黑洞是广义相对论中推导出来的天体 , 但后来真的在宇宙中发现了!相信各位一定对爱因斯坦佩服得五体投地 , 但其实如果简单理解黑洞的话 , 牛顿万有引力就够了!

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黑洞就是质量大到连光都跑不出来的天体 , 那么万有引力有哪几个要素呢?天体的质量、距离和万有引力常数 , 也就是如下公式表示:

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万有引力公式
天体之间的引力与它们的质量成正比 , 与距离的平方成反比 , 和圆周运动的的向心力公式等价起来 , 那么就可以推导出第一宇宙速度的公式 , 如下:

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第一宇宙速度公式推导过程
假如让地球的质量不变 , 直径缩小到18mm , 那么你会发现第一宇宙速度大约就是光速 , 正常情况下地球并不可能会达到这样的级别 , 但宇宙中的极端天体会 , 比如恒星内核 , 它会在自身的重力坍缩下达到这个级别 , 此时光速运动的物质都无法逃离天体 , 黑洞就形成了!

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1916年史瓦西就用爱因斯坦最新的引力场公式推导出了史瓦西度规 , 说的大概就是上面的内容 , 如果不考虑时空这些复杂的因素 , 简单理解也就差不多了!

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黑洞连光的逃不出 , 我们是怎么发现的?
黑洞的引力极强 , 所以进入视界的任何物质都不会再出来 , 所以黑洞是宇宙中最黑暗的天体 , 但这只是进入视界的物质 , 在吸积盘上准备掉落视界的物质 , 仍然会在压缩后辐射出强大的、从电磁波到伽马射线级别的全波段辐射!

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天鹅座的X-1就是这样发现的 , 银心Sgr A*也是这样发现的 , 当然最近的M87*黑洞的成像EHT(事件视界望远镜)利用的也是这个原理 , 当然黑洞不止这种情形可以发现 , 比如它强大的引力会扰动周围的天体 , 还有其引力透镜等都可以找到它的蛛丝马迹!

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霍金辐射又是什么鬼?
黑洞有一个超丧的特性 , 即使将一个极高熵的物质丢进去 , 也就是混杂到不能再利用的资源 , 比如废弃的任何东西丢进黑洞 , 那么它也将到达奇点 , 熵就在宇宙中消失了 , 这不符合热力学地尔定律 , 那么怎么办?


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